第 2 章 脂质
一、引言 (一)定义 由脂肪酸和醇所形成的酯类及其衍生物。 脂肪酸:多为 4 碳以上长链一元羧酸。 醇:甘油,鞘氨醇,高级一元醇或固醇
(二)脂质分类 根据化学组成,脂质可分为: 1 .单纯脂质 ( 酯类) ( 1 )三酰甘油: 3 脂肪酸 +1 甘油 ( 丙三醇 ) ( 2 )蜡:脂肪酸 + 长链醇或固醇 2 .复合脂质(酯类衍生物) ( 1 )磷脂:甘油磷脂和鞘氨醇磷脂 ( 2 )糖脂:甘油糖脂和鞘糖脂 鞘氨醇磷脂和鞘糖脂合称鞘脂类 3 .衍生脂质:取代烃,固醇类,萜,其它脂质
根据极性分类 1 、非极性脂质:不能形成单分子层 2 、 I 类极性脂质:能形成稳定的单分子层, 不能形成双分子层 3 、 II 类极性脂质:能形成双分子层和微囊 重要的有磷脂和鞘磷脂,为成膜分子 4 、 III 类极性脂质:具有界面可溶性,形成 的单分子层不稳定为可溶性脂质,如长 链脂肪酸钠、钾等去污剂
脂质在空气 - 水界面和水系统中自发形 成的几种常见结构 单分子层 双分子层 微囊 微团
(三)脂质的生物学作用 1 、贮存脂质:三酰甘油,海洋浮游生 大量 物:蜡 2 、结构脂质:膜脂(磷脂,固醇,糖 脂) 少量 3 、活性脂质: ( 1 )类固醇激素:雄、雌性激素等 ( 2 )萜类化合物:维生素 A , D 、 E 、 K ( 3 )其它:酶的辅助因子、电子载体、 糖基载体,传递胞内信号等
二、脂肪酸( Fatty acids ) (一)种类与书写方法 饱和脂肪酸 单不饱和脂肪酸 多不饱和脂肪酸 书写:如:顺 -9 , 12- 十八烯酸 简写为 ( 18 : 2 9C , 12C ) (二)天然脂肪酸结构特点 1 、高等植物:不饱和脂肪酸比饱和的丰富 2 、 C 数目多为偶数: 、双键多为顺式,少数为反式
(三)物理和化学性质 ( 1 )烃链长,溶解度低 ( 2 )同样链长,不饱和的熔点低 ( 3 )顺式比反式异构体熔点低 (四)脂肪酸盐与乳化作用 具有极性头和非极性尾,是具有亲水性和疏水 性的两亲化合物,是一种离子去污剂。去污原 理见图 (五)必需脂肪酸:必需从食物获得,人和哺 乳动物不能自身合成 亚油酸,亚麻酸,花生四烯酸
三、三酰甘油和蜡 三酰甘油(化学通式见 page92 ),二酰 甘油,单酰甘油 动植物油脂本质:三酰甘油为主,二、 单酰甘油少量 常温呈现液态为油,呈现固态为脂,这 与脂肪酸饱和程度有关 植物的多为油,动物的多为脂
化学性质:水解与皂化,氢化和卤化,乙 酰化,酸败与自动氧化 水解与皂化 甘油三酯的酯键对酸碱敏感,可被水解,脂肪 在 KOH 或 NaOH 条件下水解可产生甘油和脂肪 酸的钠或钾盐,这种盐被称为皂。 油脂的水解作用称为皂化作用。 水解 1g 甘油三酯所需 KOH 的 mg 数为皂化值。 肥皂的作用是通过形成微小聚积物(胶粒)而 溶解或分散水不溶性物质而达到去污的目的。
酸败 与 自动氧化 酸败:油脂暴露于空气,其不饱和成 分发生自动氧化,产生的过氧化物进一 步降解成挥发性醛、酮、酸而形成难闻 气味。 1g 油脂中游离脂肪酸所消耗 KOH 的 mg 数称为酸值,可表示酸败的程度。
卤化 ( Halogenation ) 和 碘价 (碘化值, Iodine Number ) 油脂中不饱和双键与卤素发生加成反 应,生产卤代脂肪酸,称为卤化作用。 100g 油脂所能吸收的碘的 g 数 — 碘值, 可以用来判断油脂中不饱和双键的多少。
氢化( Hydrogenation ) Ni 的作用下,甘油酯中的不饱和双键 可以与 H 2 发生加成反应,油脂被饱和, 液态变为固态,可防止酸败。
乙酰化作用 ( Acetylation ) 和 乙酰化值 ( Acetylation Number ) 油脂中含 -OH 的脂肪酸可与乙酸酐或 其他酰化剂作用形成相应的酯,称为乙 酰化作用。 1g 乙酰化的油脂分解出的乙酸用 KOH 中和时所需 KOH 的 mg 数即为乙酰化值。
蜡( Waxes ) -- 贮存能量及防水外被 生物体的蜡由长链的脂肪酸与长链的一元醇或 固醇形成的酯。 ( 1 )种类:蜂蜡,白蜡,鲸蜡,羊毛脂,巴 西棕榈蜡 ( 2 )作用:蜡保护毛发和皮肤以保持它们的 柔顺、润滑及防水;植物被一层蜡质包裹以抵 抗寄生物和水分的过分蒸腾。 生物的蜡有一定的药学、化妆品及其他工业用 途,如用于洗涤剂、油膏及擦光剂等。
弱极性头 脂肪酸 非极性尾 一元醇
五、磷脂 构成生物膜的膜脂有三类: 甘油磷脂,鞘脂类(鞘磷脂,鞘糖脂), 类固醇 磷脂:包括甘油磷脂和鞘磷脂
1 、甘油磷脂 膜中几类脂的 2 分子脂肪酸与甘油的 C 1 及 C 2 上 的羟基以酯键相连,亲水的高度极性的或带电 的基团与 C 3 的 -OH 相连,成为极性的头( polar head ),而 2 分子脂肪酸相连的则为疏水的非 极性的尾( nonpolar tail ). 甘油磷脂中,极性的磷酸与甘油 C 3 的 -OH 通过 磷酸二酯键相连,因此所有的甘油磷脂都是磷 脂酸的衍生物,如磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、 磷脂酰肌醇、磷脂酰甘油等。
甘油磷脂的母体 — 磷酸甘油
乙醇胺 胆碱 丝氨酸 肌醇 甘油磷脂通式
磷脂酶的特异位点
醚甘油磷脂 如: 血小板活化因子( Platelet-activating factor, PAF)
鞘氨醇 磷酰胆碱 脂肪酸 神经酰胺
六、糖脂 1 、鞘糖脂 糖
2 、甘油糖脂 糖
七、萜和类固醇 (一)萜:分子的碳架可看成是由两个或 多个异戊二烯单位连成 分为单萜,双萜,三萜和多萜。两相异戊 二烯单位为一个单萜
(二)类固醇 也称甾类,结构以环戊烷多氢菲为基础 见 page112
(三)胆固醇和非动物固醇 1 、胆固醇 为常见动物固醇,其它还有羊毛固醇, 胆甾烷醇,粪固醇, 7- 脱氢胆固醇 极性头
2 、非动物固醇 ( 1 )植物固醇: - 谷固醇,豆固醇,菜 油固醇 很少被人肠粘膜细胞吸收,并可抑制胆 固醇吸收,可开发作为药用 ( 2 )真菌类:麦角固醇,酵母固醇
四、固醇衍生物 动物从胆固醇衍生来的类固醇包括 5 类激 素:雄性激素、雌性激素、肾上腺皮质 激素和盐皮质激素,维生素 D 和胆汁酸
衍生
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八、脂蛋白 脂蛋白:是由脂质和蛋白质以非共价键 结合而成的复合物。 脂蛋白广泛存在于血浆,也称血浆脂蛋 白。 (一)血浆脂蛋白的分类 脂质在血液基本是以脂蛋白复合物形式 转运;未脂化脂肪酸与血清蛋白等简单 结合被转运;磷脂,三酰甘油,胆固醇 都是以更复杂的脂蛋白颗粒形式被转运。
脂蛋白复合体中蛋白愈多,脂质愈少, 复合体密度愈高,依密度增加可分为: 乳糜微粒,极低密度脂蛋白( VLDL ), 中间密度脂蛋白( IDL ),低密度脂蛋白 ( LDL ),高密度脂蛋白( HDL ) 电泳:原点:乳糜微粒 第二条: - 脂蛋白,含 LDL , IDL 第三条:前 - 脂蛋白,含 VLDL 第四条: - 脂蛋白,含 HDL
思考题 1 、脂质的分类与每种脂质的构成。 2 、脂肪酸的结构特点。 3 、必需脂肪酸。 4 、三酰甘油的结构。 5 、甘油磷脂的结构。 6 、脂蛋白的分类。